Глубокий сон после травмы головы может защитить мозг
На прошлой неделе высокопоставленный представитель NFL впервые признал связь между травмами головы в профессиональном футболе и дегенеративным расстройством мозга под названием хроническая травматическая энцефалопатия. Это признание - которое уже сравнили со знаменитым табачным заявлением 1997 года, что курение вызывает рак - появилось почти в то же время, когда менее серьезные травматические повреждения мозга, включая сотрясения, тоже начали подозревать в связи с вышеупомянутой болезнью. Новое исследование, проводимое на крысах, может однажды помочь людям, страдающим от неврологических проблем, связанных с накоплением нежелательных белков в мозге, в том числе с травматическими повреждениями мозга и болезнью Альцгеймера.
Ученые пока не понимают биологические механизмы, лежащие в основе отрицательных эффектов травматических поражений мозга - и поэтому эффективное лечение оных остается недоступным. Дискуссии вызывает даже вопрос взаимодействия с мягкими сотрясениями: некоторые врачи предписывают отдых на несколько недель, другие утверждают, что пациенты должны оставаться активными, так как пассивность повлечет негативные последствия.
Теперь же выясняется, что правда на стороне отдыхающих пациентов. В исследовании, проведенном на крысах, результаты которого были опубликованы на прошлой неделе в The Journal of Neuroscience, группа ученых из Университетского госпиталя Цюриха обнаружила, что усиление медленноволнового цикла сна после черепно-мозговых травмп (ЧМТ) сохраняет функцию мозга и минимизирует повреждения аксонов, длинных цилиндрических отростков нервной клетки, которые посылают сигналы другим клеткам в мозге.
Предыдущие исследования показали, что ЧМТ вызывают повреждения аксонов и накопление нейротоксических молекулярных отходов, которые возникают в результате травмы. В новом исследовании ученые изучали два различных способа погружения в медленноволновое состояние сна - глубочайшую стадию сна, которая характеризуется низкочастотными и высокоамплитудными волнами. На этом этапе мозг убирает белковые отложения, что привело ученых к вопросу, может ли это помочь в лечении крысам, пострадавшим от черепно-мозговой травмы.
Сначала ученые повредили префронтальную кору у 25 крыс. Затем разделили животных на три группы. Первой группе дали оксибат натрия, препарат, который используется для вызова медленноволновой функции мозга у людей, страдающих нарколепсией. (Точный механизм действия этого лекарства неизвестен, но превалирует гипотеза, что оксибат натрия улучшает дневную бдительность, вызывая глубокий сон, когда люди отдыхают). Второй группе ограничивали сон, не давая крысам спать в течение длительного периода времени. Предыдущие исследования показали, что после лишения сна медленноволновая активность увеличивается в фазе «быстрого движения глаз» (БДГ-фаза). Третья группа получала инъекции плацебо.
Ученые использовали электроэнцефалографию для записи электрической активности головного мозга, чтобы подтвердить, что успешно усиливают медленный сон у крыс в первых двух группах. Затем они оценили когнитивные способности крыс, изучив то, как они познают новые объекты, и выяснили, что обе группы крыс, получавших расширенные процедуры сна, показывают лучшие результаты в распознавании объектов, чем крысы, которых не трогали. Крысы с глубоким сном также показали меньшее ухудшение памяти.
Затем ученые проверили кору и гиппокамп на повреждения, окрашивая мозги крыс белком-предшественником амилоида, биомаркером, который используется для выявления травм аксонов. Крысы, сон которых был модулирован, имели значительно сниженные уровни белка - почти на 80% меньше при сравнении с контрольной группой. Ученые пришли к выводу, что незамедлительное лечение медленным сном - с использованием физиологических и фармакологических методов - может помочь сохранить функции мозга и предотвратить повреждение нейронов у крыс, страдающих от повреждений головного мозга.
Полученные результаты являются многообещающими, но прежде нужно ответить на много вопросов, прежде чем применять их в лечении людей. С одной стороны, определение основного механизма этих эффектов требует дальнейших исследований. «Эти результаты могли бы что-то сделать с повышением метаболического клиренса, - говорит Марта Моравска, к. д. н. в неврологии в Университетском колледже Цюриха и один из авторов исследования. - Или могли бы препятствовать дальнейшему накоплению этих метаболитов. Необходимы дополнительные исследования, чтобы распутать все».
Ученые планируют провести разделительную черту в дальнейшем исследовании. Они также сотрудничают с другими учреждениями, чтобы найти другую нехирургическую технику улучшения медленного сна - которая не будет зависеть от лишения сна или оксибата натрия. (Это соединение хотя и используется без рецепта для лечения ряда расстройств, вроде кластерных головных болей и фибромиалгии, не используется у пациентов с ЧМТ, так как может вызвать сноподобное состояние, в процессе которого пациента нельзя наблюдать неврологически). Ученым важно подтвердить, что медленный сон в первую очередь работает на очистку головного мозга, в том числе и от амилоидов.
Узма Самадани, нейрохирург из Медицинского центра Хеннепин в Миннеаполисе, не принимавший участия в исследовании и предпринимающий иной подход к исследованию лечения пациентов с ЧМТ, считает выводы Моравской интересными, но утверждает, что нам придется оставаться ограниченными с научной точки зрения.
«Это исследование интересно, поскольку поддержка идеи модуляции сна может быть важной для лечения повреждений мозга, - говорит она. - Но я бы не стала преувеличивать важность исследования. Зачастую нейроисследования на грызунах не переносятся на людей». К этому можно отнести уровни метаболизма и порядок сна у крыс, а также распределение медленного и быстрого сна - все это отличается от человеческого.
С этим Моравска соглашается. «Я хотела бы подчеркнуть, что это не лекарство, - говорит она. - Необходимо разрабатывать дальнейшие методы для использования в клинической практике». Тем не менее она надеется, что ее команда найдет новые возможности. Возможно, это исследование подогреет интерес людей к исследованиям в этой сфере. Лечение медленным сном может быть эффективным и неинвазивным.
